Охарактеризуйте вирусы как неклеточные формы жизни. Приведите известные вам вирусные болезни и меры их профилактики.

⇐ ПредыдущаяСтр 12 из 12

Вирусы определяются в особое царство Вира. Слово «вирус» происходит от лат. Virus - яд животного происхождения. Это царство, включающее мельчайшие микроорганизмы, паразиты клеток растений и животных.

Вирусы были открыты в 1892 г. Д. И. Ивановским при изучении возбудителей мозаичной болезни табака. Бактериофаги - паразиты бактерий - открыты в 1917 г.

Д' Эреллем как агенты, разрушающие культуру дифтерийной палочки. Вирусы и бактериофаги относят к неклеточным формам жизни.

Их особенности:

1) незначительные размеры (десятые и сотые доли микрона);

2) отсутствие клеточного строения;

3) простой химический состав;

4) невозможность существования вне организма хозяина.

Форма вирусов может быть различна: палочковидная, нитевидная, сферическая, кубовидная, булавовидная.

От представителей других царств вирусы отличаются тем, что не имеют клеточного строения. Известно, что вирусы в природе могут существовать в виде кристаллов и в таком состоянии они не размножаются, не вступают в обмен с окружающей средой и не изменяются в течение многих лет. Только при проникновении в клетку-хозяина и взаимодействуя с ее аппаратом синтеза белка, вирусные частицы проявляют некоторые свойства живой материи - способность размножаться. Таким образом, жизненный цикл вирусов состоит из двух фаз: внеклеточной и внутриклеточной.

Зрелые частицы вирусов - вирионы - состоят из двух основных компонентов: ДНК или РНК (уложенной в виде спирали) и белка.

Их соответственно называют: ДНК- или РНК-содержащие вирусы. Эти вирусные нуклеиновые кислоты имеют вид одно- или двухцепочных спиралей, которые в свою очередь бывают линейными, кольцевыми или вторично скрученными.

Спираль упакована в белковую оболочку - капсид, построенный из множества одинаковых частиц - капсомеров. Белковый капсид и нуклеиновая кислота образуют так называемый нуклеокапсид.

Нуклеиновая кислота, защищенная капсидом, не проявляет активности. После же проникновения в клетку начинается процесс синтеза ферментов, белков, нуклеиновых кислот вируса, затем разрешение клетки - хозяина и высвобождения вирионов.

В зависимости от структуры и химического состава оболочки вирусы подразделяют на:

— простые - имеют оболочку, состоящую из однотипных белковых образований в виде спиральных или многогранных структур, имеющих различную форму - палочковидную, нитчатую, шаровидную и др.;

— сложные - дополнительно покрыты мембраной, которая расположена над белковой оболочкой и представляет собой часть плазматической мембраны клетки-хозяина. В ней содержатся соединения, служащие для распознавания специфических рецепторов на мембране клетки-хозяина и прикрепления к ней вирусной частицы.

Большинство вирусов специфичны: они поражают только определенные типы клеток-хозяев многоклеточных организмов или отдельные виды многоклеточных организмов. Проникновение в клетку-хозяина происходит разными путями:

1) оболочка вируса сливается с мембраной клетки-хозяина;

2) вирусная частица попадает путем пиноцитоза;

3) вирусы паразитов бактерий - бактериофаги, состоящие из головки, в которой находится ДНК, отростка, внутри которого находится полый стержень, и нескольких хвостовых нитей, с помощью которых вирус соединяется с рецепторными участками клетки-хозяина, прикрепляется к поверхности бактерии и растворяет в этом месте ее оболочку. Затем ДНК бактериофага впрыскивается в клетку бактерии, а его оболочка остается вне клетки-хозяина.

Проникнув в клетку-хозяина, вирус размножается: молекулы нуклеиновой кислоты удваиваются, образуя новые вирусные частички, которые покрываются оболочкой из синтезированного клеткой вирусного белка (вирусная нуклеиновая кислота блокирует синтез клеточных белков, а в белково-синтезирующий аппарат передается информация о синтезе вирусных белков).

Проникая в клетку, вирус вызывает в ней инфекционные процессы.

Вирусы являются возбудителями многих болезней растений и животных. В прошлые века вирусные инфекции носили характер пандемий и эпидемий, захватывая огромные территории.

Например, в Европе оспой заболевало 10-12 млн. и умирало 1, 5 млн. человек. Особо следует отметить корь. На сегодняшний день от кори ежегодно погибает более 2 млн. детей.

В 1918-1919 гг. грипп-испанка унес более 20 млн. людей.

Вирусные заболевания наносят огромный ущерб сельскому хозяйству. Для животных очень опасен вирус ящура, а вирусные заболевания картофеля, огурцов, томатов и др. существенно снижают урожаи сельскохозяйственных культур.

Различают вирусные инфекции:

1) острые: как правило, после образования нового поколения вирусов клетка погибает;

2) хронические: новые поколения вирусных частиц образуются в клетке на протяжении продолжительного времени.

Вирусы вызывают множество болезней: грипп, оспа, корь, бешенство, гепатит, СПИД, энцефалит и др.

Основная роль в защите от инфекционных заболеваний принадлежит иммунной системе. Определенные виды лейкоцитов - фагоциты и Т-лимфоциты обеспечивают клеточный иммунитет; в ответ на проникновение вирусных частиц в организм животных и человека вырабатываются особые защитные белки - иммуноглобулины, если вирусная частица попадает внутрь клетки-хозяина, в ней образуются защитные белки - интерфероны, угнетающие размножение вирусов - гуморальный иммунитет.

Меры профилактики:

- карантин: изоляция здоровых людей от больных людей и животных до их полного выздоровления;

- лечение антивирусными препаратами;

- соблюдение правил личной гигиены;

- вакцинация (прививки);

- уничтожение и применение средств защиты против кровососущих насекомых и клещей;

- соблюдение правил кулинарной обработки пищи;

- не употреблять в пищу немытые овощи и фрукты, не пить не кипяченую воду;

- соблюдать правила нравственной гигиены.

Вопрос о происхождении вирусов остается до нашего времени не решенным.

Наиболее вероятной представляется гипотеза, трактующая вирусы как результат деградации клеточных организмов. Можно предположить, что длительная эволюция вирусов шла по пути облигатного паразитизма, а именно утраты автономной АТФ, белоксинтезирующего аппарата и собственной цитоплазматической мембраны.

Существует и другое мнение, что вирусы можно рассматривать как группы генов, вышедших из-под контроля генома клетки. В пользу этой гипотезы говорит родство ДНК некоторых вирусов с ДНК клетки и возможность включения ДНК вирусов в геном клетки.

Охарактеризуйте приспособленность растений к использованию света в

Биогеоценозе.

Среди наземных биогеоценозов одним из наиболее сложных является широколиственный лес, например дубрава. Дубрава - совершенная и устойчивая экологическая система, способная при неизменных внешних условиях существовать веками. Биогеоценоз дубравы составляют более сотни видов растении и несколько тысяч видов животных. Растения дубравы. В наземных биогеоценозах основную биологическую продукцию создают высшие растения. В лесу это преимущественно многолетние древесные породы. Характерная черта лиственного леса заключается в видовом разнообразии растительности. Между растениями происходит усиленная конкуренция за основные жизненные условия: пространство, свет, воду с растворенными в ней минеральными веществами. В результате длительного естественного отбора у растений дубравы выработались приспособления, позволяющие разным видам существовать совместно. Это ярко проявляется в характерной для дубравы ярусности. Верхний ярус образуют наиболее светолюбивые древесные породы: дуб, ясень, липа. Ниже располагаются сопутствующие им менее светолюбивые деревья: клен, яблоня, груша и др. Еще ниже расположен ярус подлеска, образованный различными кустарниками: лещиной, бересклетом, крушиной, калиной и т. п. Наконец, на почве произрастает ярус травянистых растений. Чем ниже ярус, тем более теневыносливы образующие его растения. Ярусность выражена также в расположении корневых систем. Деревья верхних ярусов обладают наиболее глубокой корневой системой и могут использовать воду и минеральные вещества из глубинных слоев почвы. Дубрава характеризуется высокой биологической продуктивностью. Вследствие ее сложной многоярусности общая площадь листьев растений, произрастающих на каждом гектаре, достигает 4-6 га. Такой мощный фотосинтезирующий аппарат улавливает и трансформирует в потенциальную энергию органического вещества около 1 % годового притока солнечной радиации. Последняя в средних широтах составляет около 3, 8- 107 кДж/га. Почти половина синтезированного вещества расходуется самими растениями в процессе дыхания. Чистая продукция в виде прироста органического вещества в надземных частях растений составляет 5-6 т/га за год. К этому следует добавить 3-4 т/га ежегодного прироста подземных частей. Таким образом, продукция дубрав достигает, почти 10 т/га в год.

Ярусное расположение растений в биогеоценозе — пример приспособленности их к использованию энергии света. Размещение в первом ярусе наиболее светолюбивых растений, а в самом нижнем — теневыносливых (папоротник, копытень, кислица). Плотное смыкание крон в лесных сообществах — причина небольшого числа ярусов в них.

Ярусность наблюдается также в травянистых сообществах (лугах, степях, саваннах). Имеется и подземная ярусность, что связано с разной глубиной проникновения в почву корневых систем растений: у одних корни уходят глубоко в почву, достигают уровня грунтовых вод, другие имеют поверхностную корневую систему, улавливающую воду и элементы питания из верхнего почвенного слоя.

Благодаря ярусному расположению растения наиболее эффективно используют световой поток, при этом снижается конкуренция: светолюбивые растения занимают верхний ярус, а теневыносливые развиваются под их пологом.

По требованию к условиям освещения принято делить растения на следующие экологические группы:

1) светолюбивые (световые), или гелиофиты, – растения открытых, постоянно хорошо освещаемых местообитаний. Гелиофиты часто имеют побеги с укороченными междоузлиями, сильно ветвящиеся, нередко розеточные. Листья гелиофитов обычно мелкие или с рассеченной листовой пластинкой, с толстой наружной стенкой клеток эпидермы, нередко с восковым налетом или густым опушением, с большим числом устьиц на единицу площади, часто погруженных, с густой сетью жилок, с хорошо развитыми механическими тканями;

2) тенелюбивые (теневые), или сциофиты, – растения нижних ярусов тенистых лесов, пещер и глубоководные растения; они плохо переносят сильное освещение прямыми солнечными лучами. Листья у сциофитов располагаются горизонтально, нередко хорошо выражена листовая мозаика. Листья темно зеленые, более крупные и тонкие. Клетки эпидермы крупнее, но с более тонкими наружными стенками и тонкой кутикулой, часто содержат хлоропласты. Клетки мякоти листа крупнее, столбчитая ткань однослойная или имеет нетипичное строение и состоит не из цилиндрических, а из трапециевидных клеток. Площадь жилок вдвое меньше, чем у листьев гелиофитов, число устьиц на единицу площади меньше. Хлоропласты крупные, но число их в клетках невелико;

3) теневыносливые, или факультативные гелиофиты, – могут переносить большее или меньшее затенение, но хорошо растут и на свету; они легче других растений перестраиваются под влиянием изменяющихся условий освещения, редко обладают большим количеством пыльцы. У лиственных теневыносливых древесных пород и кустарников (дуба черешчатого, липы сердцевидной, сирени обыкновенной и др.) листья, расположенные по периферии кроны, имеют структуру, сходную со структурой листьев гелиофитов, и называются световыми, а в глубине кроны – теневые листья с теневой структурой, сходной со структурой листьев сциофитов. К этой группе можно отнести и некоторые луговые растения, лесные травы и кустарники, растущие и в затененных участках леса, и на лесных полянах, опушках, вырубках.

Билет № 23.

1. Раскройте современные взгляды на процессы эволюции.

2. Охарактеризуйте строение прокариот. Каково значение бактерий в природе и жизни человека?

3. С помощью простого опыта докажите наличие ферментов в клубнях картофеля.

4. Решите задачу на правило экологической пирамиды.

1. Раскройте современные взгляды на процессы эволюции.

Синтетическая гипотеза эволюции - это комплекс представлений об эволюционном процессе, возникший в результате объединения положений классического дарвинизма с учением о мутациях и представлением о популяции как элементарной единице эволюции. Она сложилась в 20-50-х годах XX века благодаря исследованиям многих ученых, в частности А. Н. Северцова и И. И. Шмальгаузена.

Основные положения синтетической гипотезы эволюции следующие:

1. Мутации - главный источник наследственной изменчивости.

2. Популяция — элементарная единица эволюции, где действуют элементарные факторы эволюции - волны жизни, дрейф генов и изоляция.

3. Эволюционный процесс происходит в формах микроэволюции, видообразования и макроэволюции.

4. Движущие силы эволюции - это естественный отбор, действующий на совокупности фенотипов популяции, и борьба за существование в разных формах.

5. Эволюция носит постепенный и длительный характер. Видообразование как этап эволюционного процесса представляет собой последовательную смену одной временной популяции чередой последующих временных популяций.

6. Вид существует как целостное и замкнутое образование. Целостность видов поддерживается миграциями особей из одной популяции в другую, при которых наблюдается обмен аллелями.

7. Поскольку основным критерием вида является его репродуктивная изоляция, то этот критерий неприменим к формам, у которых не наблюдается половой процесс (прокариоты, низшие эукариоты).

8. Эволюция имеет ненаправленный характер, т.е. не идет в направлении какой-либо конечной цели.

9. Любая систематическая группа или процветает (биологический прогресс) или вымирает (биологический регресс). Биологический прогресс достигается, прежде всего, за счет изменений строения (ароморфоз, идиоадаптация или дегенерация).

10. Эволюция носит дивергентный характер, т.е. один таксон может стать предком нескольких дочерних таксонов, но каждый вид имеет единственный предковый вид, единственную предковую ситуацию.

Следует отметить, что в настоящее время биология накопила огромный арсенал фактов и идей, которые не вошли в синтетическую гипотезу (теорию) эволюции.

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 7 8 9 10 1112